由《力学学报》编委会与编辑部共同主办的《力学者说》系列学术论坛第5期,于2022年5月15日顺利举办。本期论坛由《力学学报》副主编、同济大学徐鉴教授主持,邀请了《力学学报》编委、北京理工大学先进结构技术研究院廉艳平教授做学术报告。本次学术论坛于线上进行,同时在腾讯会议和蔻享等学术平台直播和转播,吸引了海内外学者两千余人在线观看。

徐鉴教授首先对参加本次学术论坛的所有专家学者表示热烈欢迎,对前4期《力学者说》的圆满成功表示祝贺。然后,徐教授向大家介绍了《力学学报》源远流长的办刊历史,特别强调了首任主编钱学森先生对《力学学报》的定位:“我们认为力学是一门技术科学,力学学报也就是一门技术科学的学报”。作为力学在中国形成独立学科的四大标志之一,《力学学报》创刊60多年来始终以“紧扣学科发展,促进学科繁荣”为办刊特色,见证并引导了中国近代力学学科的发展。为了更好服务于广大学者,《力学学报》创建了《力学者说》论坛,旨在加强力学学者之间的学术交流和争鸣。徐鉴副主编认为《力学者说》这一新品牌是一个学术沟通的新桥梁,有助于青年力学人才的育成并促进力学学科的发展。

精彩回顾 | 金属增材制造多尺度多物理场前沿计算方法启示——《力学者说》系列学术论坛第5期顺利举办-

廉教授围绕上述关键问题,介绍了金属增材制造多尺度多物理场数值模拟算法方面的最新研究进展。针对传热传质过程,廉教授介绍了目前的三类模型:粉末尺度的热流耦合模型,基于等效连续体假设的热流耦合模型以及基于等效连续体假设的纯热传导模型。其中,廉教授重点介绍了其课题组在第一类模型中的最新工作,高保真移动多级网格算法。该算法采用移动精细网格(亚颗粒尺度)求解熔池热流场,粗网格(大于颗粒尺度)求解温度远场,并通过数据映射实现两者的关联,采用离散元自适应转化方法实现其在两套网格中的求解。因此,该算法兼顾了计算精度和效率,为基于粉末颗粒的金属增材制造过程高保真数值模拟提供了—种新的高效高精度算法。针对金属增材制造中成形材料微观组织演化过程,廉教授介绍了目前常用的三类算法∶相场法、元胞自动机法和MonteCarlo算法。其中,廉教授着重介绍了其课题组基于元胞自动机法的工作,并提出了扩展元胞自动机法。该算法实现了凝固初生相和晶粒粗化过程的数值模拟,为金属增材制造控性工艺优化提供了一种有效的数值模拟方法。进一步,针对金属增材制造成形过程和微观组织高保真计算规模大的问题,廉教授介绍了其课题组发展的“成形过程-微观组织”数据驱动的高效计算方法,实现了成形温度场、微观组织特征的高效预测。针对成形材料力学性能评估,廉教授介绍了基于数据压缩的晶体塑性自洽聚类分析算法,揭示了工艺参数对成形材料基本力学性能的影响。进一步,介绍了其课题组发展的残余应力多尺度分析算法,实现了晶粒尺度的残余应力分析,为金属增材成形件疲劳性能高精度分析提供了一种关键技术。

针对成形构件性能评价需求,廉教授介绍了多级hp图像有限胞元法,通过数值模拟揭示了真实制造几何形貌和内部缺陷对成形构件性能的影响。该算法可实现计算机断层扫描(CT))数据与数值离散模型的一体化建模分析,且计算效率高于传统的体素有限元法。最后,廉教授对上述工作进行了全面总结,对金属增材制造多尺度多物理场耦合数值模拟理论与算法未来发展方向进行了展望,以期推动金属增材制造技术成形理论和工程应用方面的进一步发展,促进力学学科在相关领域的深入发展。

精彩回顾 | 金属增材制造多尺度多物理场前沿计算方法启示——《力学者说》系列学术论坛第5期顺利举办-

报告后,线上答疑交流十分活跃。廉艳平教授与学者们针对报告中的内容进行了全面而深入的探讨。大家纷纷表示这种开放和争鸣的学术氛围更充满活力,并期待下一次《力学者说》的报告。

视频回放链接:http://www.researchexpress.net/videoDetail/222